ʌ文章编号ɔ1006-6233(2023)01-0013-06
lncRNAMNX1-AS1在非小细胞肺癌中的表达及调控 PI3K/AKT通路对癌细胞生物学行为的影响
刘桂霞ꎬ㊀邓科兰ꎬ㊀厉银平
(湖北省孝感市中心医院呼吸与危重症医学科ꎬ㊀湖北㊀孝感㊀432099)
ʌ摘㊀要ɔ目的:探讨长链非编码RNA(lncRNA)MNX1-AS1(lncRNAMNX1-AS1)在非小细胞肺癌(NSCLC)中的生物学功能及可能的作用机制ꎮ方法:选取2017年6月至2019年3月期间在本院进行手术的75例NSCLC患者癌组织及癌旁组织标本ꎬRT-qPCR法检测标本lncRNAMNX1-AS1表达水平ꎬ分析lncRNAMNX1-AS1表达与NSCLC临床病理特征及预后的相关性ꎻ体外培养NSCLC细胞系PC-9细胞ꎬ分别转染si-MNX1-AS1(si-MNX1-AS1组)㊁si-NC(si-NC组)ꎬMTT法及EdU实验检测各组PC-9细胞增殖ꎻTranswell小室法检测细胞迁移与侵袭ꎻWesternblot实验检测PI3K/AKT通路相关蛋白表达ꎮ结果:lncRNAMNX1-AS1在NSCLC癌组织与细胞系中表达水平显著升高(P<0.05)ꎮlncRNAMNX1-AS1表达与TNM分 期和淋巴转移有关(P<0.05)ꎬKaplan-Meier生存分析显示ꎬlncRNAMNX1-AS1高表达组患者3年累积生存率显著低于低表达组ꎬ差异有统计学意义(42.11%vs81.08%ꎬχ2=11.132ꎬP=0.001)ꎻ与si-NC组比较ꎬsi-MNX1-AS1组PC-9细胞的增殖㊁迁移与侵袭能力以及p-PI3K㊁p-
AKT㊁p-mTOR蛋白表达水平显著降低(P<0.05)ꎮ结论:lncRNAMNX1-AS1在NSCLC中表达水平升高ꎬ可能通过激活PI3K/AKT通路影响NSCLC细胞的增殖㊁迁移㊁侵袭ꎬ促进NSCLC的发生发展ꎮʌ关键词ɔ㊀非小细胞肺癌ꎻ㊀长链非编码RNAMNX1-AS1ꎻ㊀PI3K/AKT通路ꎻ㊀迁㊀移ꎻ㊀侵㊀
袭
ʌ文献标识码ɔ㊀A㊀㊀㊀㊀㊀ʌdoiɔ10.3969/j.issn.1006-6233.2023.01.003
ExpressionoflncRNAMNX1-AS1inNon-SmallCellLungCancer
andtheEffectofRegulationofPI3K/AKTPathwayon
theBiologicalBehaviorofCancerCells
LIUGuixiaꎬDENGKelanꎬLIYinping
(XiaoganCentralHospitalꎬHubeiXiaogan432099ꎬChina)
ʌAbstractɔObjective:Toinvestigatethebiologicalfunctionandpossiblemechanismoflongnon-codingRNA(lncRNA)MNX1-AS1(lncRNAMNX1-AS1)innon-smallcelllungcancer(NSCLC).Methods:Thecancertissueandadjacenttissuesamplesof75NSCLCpatientswhounderwentsurgicaltreatmentinourhospitalfromJune2017toMarch2019weretaken.RT-qPCRmethodwasperformedtodetecttheexpressionleveloflncRNAMNX1-AS1inthesamplesꎬthecorrelationbetweentheexpressionoflncRNAMNX1-AS1andtheclinicopathologicalcharacteristicsandprognosisofNSCLCwasanal
yzedꎻtheNSCLCcelllinePC-9cellswereculturedinvitroandtransfectedwithsi-MNX1-AS1(si-MNX1-AS1group)andsi-NC(si-NCgroup)ꎬrespectively.theproliferationofPC-9cellsineachgroupwasdetectedbyMTTassayandEdUas ̄sayꎻTranswellchamberassaywasperformedtodetectcellmigrationandinvasionꎻWesternblotassaywasper ̄formedtodetecttheexpressionofPI3K/AKTpathway-relatedproteins.Results:Theexpressionlevelofln ̄cRNAMNX1-AS1wasobviouslyhigherinNSCLCcancertissuesandcelllines(P<0.05).TheexpressionoflncRNAMNX1-AS1wasassociatedwithTNMstageandlymphaticmetastasis(P<0.05)ꎬKaplan-Meiersur ̄
大理石晶面机vivalanalysisshowedthatthe3-yearcumulativesurvivalrateofpatientsinthehighexpressiongroupofln ̄cRNAMNX1-AS1wasobviouslylowerthanthatinthelowexpressiongroup(42.11%vs81.08%ꎬχ2=11.
31 ʌ基金项目ɔ2020年度孝感市自然科学计划项目ꎬ(编号:XGKJ2020010008)ʌ通讯作者ɔ厉银平
132ꎬP=0.001)ꎻcomparedwiththesi-NCgroupꎬtheproliferationꎬmigrationandinvasionabilitiesofPC-9cellsinthesi-MNX1-AS1groupandtheproteinexpressionlevelsofp-PI3Kꎬp-AKTandp-mTORwereob ̄viouslydecreased(P<0.05).Conclusion:TheexpressionleveloflncRNAMNX1-AS1isincreasedinNSCLCꎬwhichmayaffecttheproliferationꎬmigrationandinvasionofNSCLCcellsbyactivatingthePI3K/AKTpathwayꎬandpromotetheoccurrenceanddevelopmentofNSCLC.
ʌKeywordsɔ㊀Non-smallcelllungcancerꎻ㊀Longnon-codingRNAMNX1-AS1ꎻ㊀PI3K/AKTpath ̄wayꎻ㊀Migrationꎻ㊀Invasion
㊀㊀肺癌是发病率与死亡率较高的肿瘤之一ꎬ非小细胞肺癌(NSCLC)是肺癌的主要类型ꎬ约占所有
肺癌的80%ꎮ目前ꎬNSCLC手段包括手术㊁化疗㊁靶向㊁免疫等ꎬ多数患者确诊时已至晚期或发生转移ꎬ5年生存率较低ꎮ因此ꎬ研究NSCLC的发病机制ꎬ探索新的靶点ꎬ对于改善预后具有重要意义[1]ꎮ长链非编码RNA(longnon-codingRNAsꎬlncR ̄NAs)在肿瘤发生㊁细胞生长和转录调控等多种生理活性中发挥重要作用ꎬlncRNAs的异常表达与肿瘤㊁心血管疾病㊁神经系统疾病等多种疾病密切相关[2]ꎮln ̄cRNAMNX1-AS1是位于第7号染体上的lncRNAꎬ据报道显示ꎬlncRNAMNX1-AS1在卵巢癌㊁宫颈癌等多种肿瘤中表达水平升高ꎬ通过调节肿瘤细胞的增殖㊁迁移㊁侵袭及上皮间质转化(epithelialmesenchymaltransitionꎬEMT)等过程ꎬ促进肿瘤进展[3]ꎮ研究显示[4]ꎬlncRNAMNX1-AS1在NSCLC组织中表达水平升高ꎬ与肿瘤分化程度㊁TNM分期及淋巴结转移及预后相关ꎬ但lncRNAMNX1-AS1在NSCLC中的生物学功能尚不清楚ꎮ本研究分析lncRNAMNX1-AS1在NSCLC组织中的表达ꎬ探讨lncRNAMNX1-AS1在NSCLC细胞中的生物学功能及可能的作用机制ꎬ以期为NSCLC的诊治提供思路ꎮ
1㊀材料与方法
1.1㊀材料:选取2017年6月至2019年3月期间在本院进行手术的75例NSCLC患者的癌组织及癌旁正常组织ꎬ-80ħ保存ꎬ该研究得到本院伦理委员会的批准ꎮ人支气管上皮细胞(B
EAS-2B)及NSCLC细胞系(H1299㊁H2170㊁A549㊁PC-9)购于中国科学院细胞库ꎻ胎牛血清㊁RPMI1640购自美国Invitrogen公司ꎻ携带干扰lncRNAMNX1-AS1表达质粒(si-MNX1-AS1)㊁其阴性对照质粒(si-NC)及引物购自上海吉玛制药技术有限公司ꎻMTT试剂盒购自北京索莱宝公司ꎻOmniscriptRTKit及miScriptSYBRGreenPCRKit购自德国QiagenꎻECL试剂㊁TRIzol试剂㊁Lipo6000转染试剂(C0526)㊁兔抗人p-PI3K㊁PI3K㊁p-AKT㊁AKT㊁p-mTOR㊁mTOR)抗体购于碧云天生物技术有限公司ꎮ1.2㊀方㊀法
1.2.1㊀细胞培养及分组:将BEAS-2B㊁H1299㊁H2170㊁A549㊁PC-9细胞接种于RPMI1640培养基中(含有10%胎牛血清及双抗)进行传代培养ꎬ待细胞融合至70%左右时ꎬ胰酶消化收集细胞ꎬ用于后续实验ꎮ按照随机数字表法将PC-9细胞分为对照组(Control)㊁si-MNX1-AS1组㊁si-NC组ꎬ使用Lipo6000转染试剂对PC-9细胞进行转染ꎬ对照组不做转染处理ꎬ转染48h后qRT-PCR检测转染效率ꎮ
1.2.2㊀RT-qPCR检测lncRNAMNX1-AS1:采用RT-qPCR检测NSCLC癌组织㊁癌旁正常组织及细胞中ln ̄cRNAMNX1-AS1表达ꎬTrizol试剂提取总RNAꎬ使用OmniscriptRTKit合成cDNA后ꎬ以GAPDH为内参ꎬ进行PCR扩增ꎬlncRNAMNX1-AS1上游引物(5ᶄ-3ᶄ):CACCAACGGGGAGTGGATA
Cꎬ下游引物(5ᶄ-3ᶄ):CTCCAGGGACCAACCAAGTCꎻGAPDH上游引物(5ᶄ-3ᶄ):AGTCCACTGGCGTCTTCAꎬ下游引物(5ᶄ-3ᶄ):GAGTCCTTCCACGATACCAAꎬ采用2-әәCt法分别计算lncRNAMNX1-AS1表达量ꎮ
1.2.3㊀MTT实验:转染后的各组PC-9细胞以2ˑ103/孔接种于96孔板中ꎬ每组设置6个复孔ꎬ分别于24㊁48㊁72h时每孔加入5mg/mL的MTT液20μLꎬ孵育4h后ꎬ加入150μL的DMSO溶液终止反应ꎬ检测吸光度值A490nmꎬ绘制生长曲线ꎮ
1.2.4㊀EdU实验:取对数生长期的各组PC-9细胞以4ˑ104/孔接种于96孔板中ꎬ每孔加入100μL的EdU染液(使用培养液稀释浓度为50μM)孵育2hꎬ4%甲醛溶液室温固定30minꎬ再加入0.5%TritonX-100透化10minꎬHoechest复染细胞核ꎬ荧光显微镜下观察并拍照ꎮ
1.2.5㊀Transwell小室检测细胞迁移与侵袭:用无血清培养液PC-9细胞悬液ꎬ调整浓度为4ˑ105个/mLꎬ上室加入200μL细胞悬液ꎬ下室加600μL完全培养基ꎬ培养箱孵育24hꎬ多聚甲醇固定ꎬ结晶紫染ꎬ显微镜观察细胞迁移数ꎮ侵袭实验使用Matrigel基质胶包被Transwell上室ꎬ其余同迁移实验ꎮ
41
1.2.6㊀Westernblot实验:收集各组细胞ꎬ加入适量RI ̄PA裂解ꎬBCA法检测蛋白浓度ꎬ经SDS-PAGE电泳后转至PVDF膜上ꎬ室温封闭2hꎬ分别加入p-PI3K(1ʒ1500稀释)㊁PI3K(1ʒ1000稀释)㊁p-AKT(1ʒ1000稀释)㊁AKT(1ʒ1500稀释)㊁p-mTOR(1ʒ1000稀释)㊁mTOR(1ʒ1000稀释)和GAPDH(1ʒ1000稀释)抗体ꎬ4ħ过夜后ꎬ加二抗(1ʒ1000)孵育2hꎬECL试剂显影ꎬ分析条带蛋白相对表达ꎮ
1.3㊀统计学分析:每组实验设置6个复孔ꎬ实验数据符合正态分布用平均数ʃ标准差表示ꎬSPSS25.0㊁GraphPad8.0软件进行统计分析ꎬ两组间比较采取独立样本t检验ꎬ计量资料用n(%)表示ꎬ组间比较采用卡方检验ꎬ当P<0.05时ꎬ差异有统计学意义ꎮ
2㊀结果
2.1㊀lncRNAMNX1-AS1在NSCLC中表达:与癌旁组织比较ꎬNSCLC组织中lncRNAMNX1-AS1表达水平显著升高(P<0.05)ꎬ见表1ꎮ
表1㊀lncRNAMNX1-AS1在NSCLC中表达( xʃs)
组别例数lncRNAMNX1-AS1癌旁组织751.05ʃ0.12NSCLC组织752.36ʃ0.45t24.360
P0.0002.2㊀lncRNAMNX1-AS1表达与NSCLC临床病理特征的关系:根据lncRNAMNX1-AS1在NSCLC组织中
表达水平中位值ꎬ将NSCLC患者分为lncRNAMNX1-AS1高表达组(ȡ2.36)38例和lncRNAMNX1-AS1低表达组(<2.36)37例ꎬ分析发现lncRNAMNX1-AS1表达与TNM分期和淋巴转移有关(P<0.05)ꎬ见表2ꎮ
防火拉链表2㊀lncRNAMNX1-AS1表达与NSCLC临床病理特征的关系n(%)
组别例数高表达(n=38)低表达(n=37)χ2P性别1.7070.191男5028(56.00)22(44.00)
女2510(40.00)15(60.00)
年龄1.1250.289<603319(57.58)14(42.42)
煤矿井下防爆电机ȡ604219(45.24)23(54.76)
病理类型0.3840.535鳞癌2916(55.17)13(44.83)
腺癌4622(47.83)24(52.17)
肿瘤分化程度2.2430.134低中分化3923(58.97)16(41.03)
高分化3615(41.67)21(58.33)
TNM分期8.4170.004Ⅰ+Ⅱ4014(35.00)26(65.00)
Ⅲ+Ⅳ3524(68.57)11(31.43)
淋巴结转移7.0830.008有4227(64.29)15(35.71)
无3311(33.33)22(66.67)
51
2.3㊀lncRNAMNX1-AS1与NSCLC患者预后相关性:Kaplan-Meier生存分析显示ꎬlncRNAMNX1-AS1高表达组患者3年累积生存率为42.11%(16/38)ꎬ显著低于低表达组的81.08%(30/37)ꎬ差异有统计学意义(χ2=11.132ꎬP=0.001)ꎬ见图1
ꎮ
图1㊀lncRNAMNX1-AS1表达水平与NSCLC患者预后关
系
2.4㊀lncRNAMNX1-AS1在NSCLC细胞系中表达:与BEAS-2B比较ꎬlncRNAMNX1-AS1在H1299㊁H2170㊁A549㊁PC-9细胞中表达水平升高(P<0.05)ꎬ见表3ꎬ在PC-9细胞中表达水平最高ꎬ选择PC-9细胞进行后续实验ꎮ
表3㊀lncRNAMNX1-AS1在NSCLC细胞系中表达( xʃs
ꎬn=6)组别lncRNAMNX1-AS1
BEAS-2B1.01ʃ0.13H12992.34ʃ0.43∗H21702.15ʃ0.37∗A549
1.87ʃ0.32∗PC-93.23ʃ0.51∗
㊀㊀注:BEAS-2B相比ꎬ
∗P<0.05
图2㊀各组PC-9细胞生长曲线
注:与Control组比较ꎬ#P<0.05ꎻ与si-NC比较ꎬ∗P<0.05
2.5㊀lncRNAMNX1-AS1对PC-9增殖的影响:与Control组和si-NC组比较ꎬsi-MNX1-AS1组PC-9细胞增殖活性显著降低(P<0.05)ꎬEdU染结果显示ꎬsi-MNX1-AS1组EdU阳性细胞数较Control组和si-NC
组减少ꎬ见图2㊁3ꎬ表明抑制lncRNAMNX1-AS1表达显著抑制PC-9细胞增殖
ꎮ
图3㊀EdU实验检测细胞增殖(ˑ40)
2.6㊀lncRNAMNX1-AS1对PC-9细胞迁移与侵袭的
影响:与Control组和si-NC组比较ꎬsi-MNX1-AS1组PC-9细胞迁移与侵袭数显著降低(P<0.05)ꎬ表明抑制lncRNAMNX1-AS1表达可显著抑制PC-9细胞迁移与侵袭ꎮ见图4㊁表4
ꎮ
图4㊀各组PC-9细胞迁与移侵袭图片(ˑ100)
表4㊀各组细胞迁移与侵袭数比较( xʃsꎬn=6)组别PC-9细胞迁移数PC-9细胞侵袭数Control组146.12ʃ6.72135.32ʃ5.71si-NC组142.23ʃ7.23133.27ʃ5.45si-MNX1-AS1组
机械钻孔桩68.55ʃ5.63#∗
57.58ʃ4.63#∗
圣诞灯㊀㊀注:与Control组比较ꎬ#P<0.05ꎻ与si-NC比较ꎬ∗P<0.05
2.7㊀lncRNAMNX1-AS1对PC-9细胞PI3K/AKT通
路蛋白表达的影响:与Control组和si-NC组比较ꎬsi-MNX1-AS1组PC-9细胞p-PI3K㊁p-AKT㊁p-mTOR
61
蛋白表达水平显著降低(P<0.05)ꎬ表明抑制lncRNAMNX1-AS1表达可显著抑制PI3K/AKT通路的激活ꎬ见图5㊁表5
ꎮ
图5㊀westernblot检测各组PC-9细胞蛋白表达A:Control组ꎻB:si-NC组ꎻC:si-MNX1-AS1组
表5㊀各组细胞PI3K/AKT通路相关蛋白表达比较( xʃsꎬn=6)组别p-PI3K/PI3Kp-AKT/AKTp-mTOR/mTORControl组0.63ʃ0.060.74ʃ0.080.93ʃ0.06si-NC组0.65ʃ0.07
0.76ʃ0.09
0.90ʃ0.05si-MNX1-AS1组
0.31ʃ0.05#∗0.25ʃ0.03#∗
0.42ʃ0.06#∗
㊀㊀注:与Control组比较ꎬ#P<0.05ꎻ与si-NC比较ꎬ∗P<0.05
3㊀讨㊀论
NSCLC是一种死亡率极高的恶性肿瘤ꎬ其早期诊
断困难ꎬ晚期患者治愈率很低ꎬ恶性程度高且易转移与复发ꎬ患者生存率较低[5]ꎮNSCLC的发生发展涉及多基因参与调控的过程ꎬ从基因水平研究NSCLC的发生发展机制越来越广泛ꎬ研究显示ꎬ多种lncRNAꎬ如ln ̄cRNAZEB2-AS1㊁LncRNAANCR等在NSCLC中异常表达ꎬ与NSCLC发生发展密切相关[6]ꎮ
lncRNAMNX1-AS1基因位于7号染体ꎬ可以转录产生992bp的LncRNAꎬ既往研究显示ꎬlncRNAMNX1-AS1在结直肠癌㊁卵巢癌㊁胃癌㊁肝癌㊁三阴乳腺癌等多种肿瘤中表达异常ꎬ与肿瘤的发生发展密切相关ꎬ可能是肿瘤潜在靶点[7ꎬ8]ꎮ本研究结果显示ꎬlncRNAMNX1-AS1在NSCLC癌组织与细胞系中表达水平升高ꎬ提示lncRNAMNX1-AS1表达与NSCLC发生有关ꎬ通过分析临床病理特征显示ln ̄cRNAMNX1-AS1表达与TNM分期和淋巴结转移有关ꎬ提示lncRNAMNX1-AS1与NSCLC的发生发展相关ꎮKaplan-Meier生存分析显示ꎬlncRNAMNX1-AS1表达水平越高ꎬ患者预后较差ꎬ总生存率显著降低ꎬ与
报道结果类似[9]ꎮ淋巴结转移是肿瘤的一种恶性行为ꎬ研究显示ꎬlncRNAMNX1-AS1参与调节肿瘤的侵袭与转移ꎬ如Wang等[10]研究表明ꎬlncRNAMNX1-AS1通过miR-218-5p调节RAB1A的表达ꎬ促进膀胱癌细胞的增殖㊁迁移㊁侵袭和上皮间质转化ꎬ促进膀胱癌的生长和转移ꎬ体内实验表明ꎬ降低MNX1-AS1的表达可抑制肿瘤的生长和转移ꎮLiu等[
11]研究结果显示ꎬlncRNAMNX1-AS1通过靶向抑制miR-527表达ꎬ上调BRAF表达促进肺癌细胞增殖㊁迁移与侵袭ꎮ本研结果显示ꎬ在PC-9细胞转染si-MNX1-AS1后ꎬPC-9细胞增殖活性㊁迁移与侵袭能力显著下降ꎬ表明ln ̄cRNAMNX1-AS1参与NSCLC的发生与转移ꎬ与Liu
等[11]人报道结果类似ꎬ提示lncRNAMNX1-AS1可能
是NSCLC的标志物ꎮ
PI3K/AKT通路在NSCLC的发生发展中发挥重
要作用ꎬAKT的活化可激活mTORꎬ使mTOR的磷酸化水平提高ꎬ从而介导细胞增殖㊁凋亡与能量代谢ꎬPI3K/AKT/mTOR通路的激活与NSCLC细胞迁移㊁侵袭和耐药密切相关[12]ꎮ多项报道显示ꎬlncRNA可通过影响PI3K/AKT/mTOR信号通路ꎬ影响NSCLC细胞的生长㊁转移和耐药ꎬ从而参与NSCLC的发生发
卷钉展[13]ꎮ研究显示ꎬ在NSCLC中ꎬ敲低lncRNAROR1-AS1表达可抑制PI3K/Akt/mTOR通路的激活ꎬ抑制NSCLC细胞的活力和侵袭能力ꎬ并抑制异种移植NSCLC肿瘤的生长[14]ꎮ在乳腺癌细胞中ꎬlncRNAMNX1-AS1通过激活AKT/mTOR途径促进乳腺
癌细胞的增殖㊁迁移和侵袭及上皮间质转化[15]ꎮ本实验结果显示ꎬPC-9细胞中抑制lncRNAMNX1-AS1表达后ꎬp-PI3K㊁p-AKT㊁p-mTOR蛋白表达水平显著降低ꎬ表明lncRNAMNX1-AS1可通过影响PI3K/AKT/mTOR途径而调控NSCLC细胞的增殖㊁迁移㊁侵袭ꎬ参与NSCLC的发生发展ꎮ
综上所述ꎬlncRNAMNX1-AS1在NSCLC中表达水平升高ꎬ通过激活PI3K/AKT通路影响NSCLC细胞的增殖㊁迁移㊁侵袭ꎬ促进NSCLC的发生发展ꎬ但其具体作用机制尚仍需结合动物模型做进一步研究ꎮ
ʌ参考文献ɔ
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andtargetedtherapyfornon-smallcelllungcancer:currentstatusandperspectives[J].CritRevOncolHematolꎬ2021ꎬ157(1):1-33.
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inflammationandcancer[J].AdvExpMedBiolꎬ2022ꎬ1363(1):121-145.
[3]㊀ShenYꎬLvMꎬFangYꎬetal.LncRNAMNX1-AS1promotes
71